BETS系有機導体の電子状態

• Project Area: New Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom
• Project/Area Number: 21110520
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 梶田 晃示 東邦大学, 理学部, 訪問教授 (50011739)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西尾 豊 , 理学部, 教授 (20172629)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2010: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2009: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 強相関電子系 / 磁気秩序 / π-d相互作用 / 金属-絶縁体転移 / 低次元磁性 / 2次元電子系 / 比熱 / 超伝導 / 常磁性金属-反強磁性絶縁体転移 / 熱測定 / 低次元電子系 / 磁場誘起超伝導 / 3dスピン / 反強磁性

Research Abstract

λ型BETS_2FeCl_4は高磁場の印加による超伝導の発現を示す特異な物質である。我々は、Feの3dスピンが主導となって転移をしていることに疑問を感じ、比熱および帯磁率の測定とそれに基づくモデルづくりを行なった。極低温から15Kまでの比熱測定からは低温相で当然反強磁性の一端を担っていると考えられてきたFeのスピンが、転移のあとも80%以上エントロピーは消費されないまま残っていることを明らかにした。続いてFeがπスピンが形成する反強磁性秩序から交代磁場を受けるとして副格子モデルを用いて比熱と同じパラメータで理解可能か検討を行なった。その結果、弱磁場、またその方向性まで含めて極めて良い一致を見た。このことは3dスピンはπスピンが作る内部磁場を感じて温度変化する検出器の役割を果たしていることが明らかとなった。このプローブを利用してClをBrで置換することでπ-d相互作用の大きさを制御した系、およびFe濃度を希薄にしたFeGa混晶系を用いて内部磁場の観測を行なった。その結果Fe濃度に比例し内部磁場が増大すること、ClからBrの置換によるπ-d相互作用を強めると内部磁場が増大することを定量的に見積もり、同時に転移温度も同様に高温側に移動することを明らかにした。これは反強磁性絶縁体転移解明において重要な情報となる。

Research Products

• [Journal Article] Magnetic and Thermal Properties of λ-(BETS) 2FeCl4 System (2011)
  • Author(s): H.Akiba, et al.
  • Journal Title: J.Phys.Soc.Jpn. Volume: 80(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spin and Valley Splittings in Multilayered Massless Dirac Fermion System (2010)
  • Author(s): N.Tajima, et al.
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 82 Pages: 121420-121424
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Temperature dependence of inter-layer longitudional magneto resistance in alpha-(BEDT-TTF)_2I_3 (2010)
  • Author(s): S.Sugawara, et al.
  • Journal Title: J.Phys.Soc.Jpn. Volume: 79 Pages: 113704-113708
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mysterious Paramagnetic States of Fe 3d Spin in Antiferromagnetic Insulator of λ-BETS_2FeCl_4 System (2009)
  • Author(s): H.Akiba, et al.
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan 78 Pages: 33601-33601
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of the Zero-Mode Landau Level on Interlayer Magnetoresistance in Multilayer Massless Dirac Fermion Systems (2009)
  • Author(s): N.Tajima, et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. 102 Pages: 176403-176403
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superconductivity competitive with checkerboard-type charge ordering in the organic conductor ss-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6 (2009)
  • Author(s): N.Morinaka, et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.B 80 Pages: 92508-92508
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Peculiar electric-field-induced metastable state of charge-ordered molecular conductor ss-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6 (2009)
  • Author(s): S.Niizeki, et al.
  • Journal Title: Physica B
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Pd(dmit)2塩の圧力下における熱的性質 (2011)
  • Author(s): 田中友樹
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: (震災により、学会公式Web上で公開)
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] λ-(BETS)2FeCl4系における常磁性金属-反強磁性絶縁体転移III (2011)
  • Author(s): 松崎祐介
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: (震災により、学会公式Web上で公開)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] λ(ETS)系の常磁性金属-反強磁性絶縁体転移 (2011)
  • Author(s): 秋葉宙
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: (震災により、学会公式Web上で公開)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] (TMTSF)2ClO4の圧力印加によるフェルミ面の変化 (2011)
  • Author(s): 鈴木勝博
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: (震災により、学会公式Web上で公開)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 磁場中での有機ゼロギャップ伝導体の伝導現象 (2011)
  • Author(s): 佐藤光幸
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: (震災により、学会公式Web上で公開)
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] 有機ゼロギャップ伝導体α-(BEDT-TTF)2I3のアニール効果 (2011)
  • Author(s): 三浦克哉
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: (震災により、学会公式Web上で公開)
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] 多層Dirac電子系:エッジ効果と異常な電気的性質 (2011)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: (震災により、学会公式Web上で公開)
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] 選択重水素置換MeHPLN系に於けるメチル基の回転と反強誘電転移II (2010)
  • Author(s): 油井巨樹
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] 層状ゼロギャップ伝導体α-(BEDT-TTF)2I3の正の層間縦磁気抵抗 (2010)
  • Author(s): 菅原滋晴
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] 分子性導体α-(BEDT-TSeF)2I3の抵抗率テンソルの非対角成分測定 (2010)
  • Author(s): 遠藤里実
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] 格子欠陥を導入した有機ゼロギャップ伝導体α-(BEDT-TTF)2I3の磁場中電気伝導特性 (2010)
  • Author(s): 三浦克哉
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] 擬1次元有機伝導体(TMTSF)2ClO4の磁気抵抗効果 (2010)
  • Author(s): 鈴木勝博
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-24
• [Presentation] Et2Me2Sb[Pd(dmit)2]2の圧力下における電荷整列の熱的性質II (2010)
  • Author(s): 田中友樹
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-24
• [Presentation] α-,θ-(BEDT-TTF)2I3におけるDirac電子 (2010)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-24
• [Presentation] λ-(BETS)2FeCl4系における常磁性金属-反強磁性絶縁体転移II (2010)
  • Author(s): 松崎祐介
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] λ-(BETS)2FeCl4の常磁性金属-反強磁性絶縁体転移の磁場効果 (2010)
  • Author(s): 秋葉宙
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] λ-(BETS)2Fe1-xGaxCl4系の77Se NMR研究II (2010)
  • Author(s): 開康一
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] フタロシアニン分子系伝導体TPP[M(Pc)(CN)2]2の比熱測定 (2010)
  • Author(s): 村口隆宣
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Charge Separation in Et2Me2Sb[Pd(dmit)2]2 System under Hydrostatic Pressure (2010)
  • Author(s): Kazuhiko Sasaki
  • Organizer: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2010-07-08
• [Presentation] Thermal Study of Valence Bond Ordering on EtMe3X[Pd(dmit)2]2 Systems (2010)
  • Author(s): Kotazo Takahashi
  • Organizer: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • Place of Presentation: 京京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2010-07-08
• [Presentation] Magnetic and Thermal Properties of Antiferromagnetic Insulator λ-BETS2FeCl4 (2010)
  • Author(s): Hiroshi Akiba
  • Organizer: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2010-07-05
• [Presentation] Interlayer Hall Effect in Organic Conductor, α-(STF)2I3 (2010)
  • Author(s): Mitsuyuki Sato
  • Organizer: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2010-07-05
• [Presentation] 磁場誘起有機超伝導体λ-(BETS)2 FeCl4におけるFeと伝導電子の奇妙な関係 (2010)
  • Author(s): 西尾豊
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-23
• [Presentation] λ-(BETS)2FeCl4系における常磁性金属-反強磁性絶縁体転移 (2010)
  • Author(s): 松崎祐介
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-23
• [Presentation] 磁場誘起有機伝導体λ-(BETS)2FeCl4における反強磁性絶縁体状態 (2010)
  • Author(s): 秋葉宙
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-23
• [Presentation] λ-(BETS)2FeCl4におけるGa置換系の熱測定 (2010)
  • Author(s): 登健人
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-23
• [Presentation] EtMe3X[Pd(dmit)2]2系におけるVB秩序化の熱的研究 (2010)
  • Author(s): 高橋宏太朗
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-22
• [Presentation] Et2Me2Sb[Pd(dmit)2]2の圧力下における電荷整列の熱的性質 (2010)
  • Author(s): 田中友樹
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-22
• [Presentation] λ-(BETS)2GaCl4の圧力印加によるフェルミ面の変化 (2010)
  • Author(s): 鈴木勝博
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-22
• [Presentation] 分子性ディラック電子系における層間と層内磁気抵抗効果 (2010)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] 分子性導体α-(BEDT-TTF)2I3の抵抗率テンソルの非対角成分測定 (2010)
  • Author(s): 遠藤里実
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] 有機超伝導体β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6の非線形伝導と超伝導破壊 (2010)
  • Author(s): 佐藤光幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] α-(BEDT-TTF)2I3とα'-(BEDT-TTF)2IBr2の磁気抵抗と非線形伝導 (2010)
  • Author(s): 中村俊幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 層状分子磁石ネットワーク化合物の2次元スピンアイス的な状態 (2010)
  • Author(s): 齊藤敏明
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 選択的重水素置換(DMe-DCNQI)2Cu系の比熱 (2009)
  • Author(s): 松崎祐介
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] EtMe3X[Pd(dmit)2]2系における相転移の熱的研究 (2009)
  • Author(s): 高橋宏太朗
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] Et2Me2Sb[Pd(dmit)2]2の電荷整列の圧力制御 (2009)
  • Author(s): 佐々木和彦
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の低温熱容量 (2009)
  • Author(s): 山下智史
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] 反強磁性絶縁体λ-(BETS)2FeXGa1-XCl4系におけるショットキー比熱 (2009)
  • Author(s): 菅原洋紀
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] 磁場中におけるλ(BETS)2FeCl4の基底状態 (2009)
  • Author(s): 秋葉宙
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] 選択重水素置換MeHPLN系に於けるメチル基の回転と反強誘電転移 (2009)
  • Author(s): 油井巨樹
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] 擬2次元有機伝導体の磁気抵抗効果 (2009)
  • Author(s): 鈴木勝博
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 有機伝導体α(BEDT-STF)2I3の層間ホール効果 (2009)
  • Author(s): 佐藤光幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] 有機ゼロギャップ(?)伝導体α-(BEDT-STF)2I3の磁場中における電気伝導特性 (2009)
  • Author(s): 三浦克哉
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] 分子性Diarc電子系における異常な電気的性質 (2009)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Book] パリティ:物理科学、この一年:磁場誘起超伝導体でみられる不思議な反強磁性絶縁体相 (2010)
  • Author(s): 西尾豊
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 丸善